玻璃纤维是一门大生意

玻璃纤维是一门大生意

您是否知道玻璃纤维以多种形式使用,但许多人没有意识到这一点,因为应用大多是隐藏的?

玻璃纤维被用作建筑和家庭隔热材料,但由于它隐藏在石膏板后面或隐藏在阁楼中看不见的地方,因此大多被忽视。

玻璃纤维不是一种华而不实的材料,但它很受欢迎,随处可见。欧文斯科宁公司的高级科学家 Korwin-Edson 估计有超过 40,000 种应用被用作增强玻璃纤维。在全球范围内,制造商每年生产约 500 万吨玻璃纤维,主要用于绝缘和复合材料。自 1930 年代以来,制造商一直在商业化生产 这种纤细的材料,这种材料作为建筑物的隔热材料受到了广泛关注。然而,从那时起,制造商学会了调整玻璃纤维的成分,以提供适合不同应用的特性。许多基础材料和关键材料——硅砂(主要是 SiO 2)、纯碱(或碳酸钠,Na 2 CO 3)和石灰石 (CaCO 3 )——仍然相同。

一个复合─玻璃纤维和某些类型的树脂,如聚酯或乙烯基酯 ─由两种或多种成分组成。有时,制造商可能会使用另一种称为碳纤维的材料。

 

根据组合的不同,生成的复合材料可以具有不同的属性,使其更适合特定的应用。

建筑行业推动了对长、轻型和高效耐腐蚀型材的需求。此外,用于风能生产的具有隔热和电绝缘性能的型材将刺激市场增长。

玻璃纤维的特性

玻璃纤维具有电阻和电绝缘等特性,用作印刷电路板 (PCB) 高压层压板的主要增强材料。这些多氯联苯用于计算机、消费电子产品、汽车和电信产品,正在推动玻璃纤维织物需求的增长。

玻璃纤维还用于商业和最终用户领域的产品,如地毯、屋顶瓦、天花板和各种建筑材料。当玻璃纤维与另一种材料结合时,所得产品是一种坚固、坚硬且重量轻的型材,适用于车辆。此类复合产品可用于构建节能型材。

最初,玻璃纤维最初是无机硅砂,它与石灰石和纯碱一起被加热到2500 华氏度。硅砂处于熔融状态,特殊设备拉动熔融玻璃,将其拉伸成细线。

相比之下,碳纤维最初是长分子链,与碳原子结合在一起,称为有机聚合物。在许多情况下,这些聚合物通过 聚丙烯腈 (PAN) 工艺转化为碳纤维。聚丙烯腈是用于制造碳纤维的聚合物。

PAN 工艺包括多个步骤,将聚丙烯腈纺成纤维,进行化学改变以使其稳定,然后碳化和处理纤维表面。通过拉挤成型,结果是比玻璃纤维更细的纤维。如果这听起来很复杂,那是因为它确实如此。

灵活的

玻璃纤维——因为它柔韧且相对柔软——对于需要高柔性图案的应用来说是更好的选择。拉挤材料的刚性会影响其长期韧性。称为E-Glass的玻璃纤维类型具有 3450 的纤维强度和 564 的强度重量比。

玻璃纤维通常被认为比碳纤维更坚韧,因为它更柔韧的特性使其更容易承受压力和物理虐待。

在重量为玻璃纤维的 70% 时,碳纤维的拉伸强度也高出 25% 以上,与同等尺寸相比,其模量是其 3 倍。拉挤玻璃纤维和拉挤碳纤维提供不同的性能和成本优势,以满足产品的需求。

高抗拉强度

强度重量比显示了每种材料相对于其重量的强度。

碳纤维具有很高的抗拉强度。这种相对于面积的高拉伸强度意味着制造商在拉挤给定产品时需要使用更少的碳纤维。因此,用于抗拉强度的拉挤碳纤维产品通常可以采用更薄的横截面。

由于使用的树脂较少,因此重量也较轻。碳纤维的缺点是它相对刚性,因此不适合柔性应用。另一方面,这种额外的刚度使制造商能够满足更精确的刚度需求。

然而,增加的刚性并不一定意味着碳纤维是所有应用的更好选择。碳纤维的断裂点低于玻璃纤维,这使得它更容易随着时间的推移而损坏,并且具有高导电性,因此应考虑避免在电气或绝缘环境中使用。

成本效益

玻璃纤维比碳纤维更有效。生产长碳纤维是一个耗时且困难的过程,这意味着碳纤维将更加昂贵。

同样,适用于玻璃纤维的广泛应用和用途——包括非突出产品——有助于确保其价格点保持更具竞争力。为了选择最适合您使用的材料,请考虑应用的需求和参数。

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